Laboratorij za vrijeme i frekvenciju putem kojeg je Hrvatska uključena u globalni sustav realizacije Koordiniranog svjetskog vremena predstavljen je jučer na Institutu za fiziku. Vremenska skala koju mjeri najtočnija je u Hrvatskoj pa Hrvatska sada ima vlastiti vremenski signal, koji služi kao alternativa preuzimanju vremenskog signala preko GPS sustava. Time laboratorij pridonosi tehnološkoj neovisnosti ključnih sektora poput telekomunikacija, energetike, financija i sigurnosnog sustava. Konkretno, od 2020. godine u pogonu su tri sata na cezij, svaki vrijednosti 100.000 eura, američke proizvodnje.
Nova zgrada Instituta
– Kada dobijemo potrebne dozvole, ovaj će sustav moći koristiti domaće kompanije za umjeravanje svojih sustava i uređaja. Do sada se za to moralo ići u inozemstvo, što je iziskivalo troškove. Ovim je sustavom Hrvatska uključena i u mjerenje Koordiniranog svjetskog vremena, UTC-a, odnosno može se reći da sami imamo svoje vrijeme, možemo ga mjeriti – kaže nam dr. sc. Elinor Trogrlić, voditeljica Laboratorija za vrijeme i frekvenciju. Kao novitet i doista veliku novost ističe sastavljanje novog optičkog atomskog sata, temeljenog na stronciju čija je preciznost daleko veća.
– Sudjelovanjem u realizaciji UTC-a, Hrvatska postaje dio globalne mreže koja definira sekundu – osnovnu jedinicu vremena. Mi točno znamo, s preciznošću na razini nanosekunde, koliko naša vremenska skala koju mjerimo u laboratoriju odstupa od UTC-a, a time osiguravamo vremensku sljedivost na UTC. Treptaj oka prespor je za oba sata, pogotovo za ovaj novi koji je u izgradnji – rekao je dr. sc. Damir Aumiler, pročelnik CALT odsjeka Instituta za fiziku. U prostoriji nove zgrade Instituta za fiziku koja je izgrađena europskim novcem kojim je financiran i novi stroncijev sat čeka nas dr. sc. Neven Šantić, voditelj eksperimenta za optički atomski sat sa suradnicima.
– Ako bismo govorili o preciznosti izraženo u decimalama, onda sat na cezij mjeri preciznošću od 13 decimala, a ovaj novi mjerit će preciznošću od 17 decimala. Taj je sat precizniji 10.000 puta od trenutačnog vremenskog standarda. Ovakvih satova ima tek desetak u svijetu, investicija je oko dva milijuna eura, a koristit će se isključivo u znanstvene i obrazovne svrhe. Odnosno, pokušavat ćemo ovdje poboljšavati komponente koje se u ovakvim satovima koriste već drugdje, ali se mogu pojednostaviti ili pojeftiniti – rekao nam je dr. Šantić. Opisao je kako rad ovih satova u osnovi nije različit od klasičnog analognog sata sa zida, ali komponente su drugačije i omogućuju mnogo veću preciznost s vrhunskim komponentama, brojnim laserima.
– Naš je cilj pridonijeti budućoj redefiniciji SI jedinice sekunde izgradnjom optičkog atomskog sata. Oni su budućnost mjerenja vremena. Ovakvi satovi postavljaju nove rekorde, njime ulazimo doista među rijetke zemlje koje ovakve uređaje imaju – kazao nam je dr. Šantić. Naime, kada se uspostavi dovoljno velika mreža optičkih satova, planira se redefinicija sekunda kao jedinice vremena preko optičkih satova, čime će se uspostaviti novi standard, dosad neviđena razina preciznosti. Također, laboratorij omogućuje vremensko i frekventno umjeravanje uređaja u Hrvatskoj, što potiče razvoj domaće industrije smanjujući ovisnost o inozemnim uslugama. Kako kažu tamo, Laboratorij za vrijeme i frekvenciju ključan je infrastrukturni iskorak za Hrvatsku, s dalekosežnim značenjem za gospodarstvo, nacionalnu sigurnost i znanost. Ima globalno značenje radi definiranja vremena, Hrvatska sudjeluje u realizaciji UTC-a, a time i u realizaciji sekunde kao osnovne jedinice vremena. Zatim je tu i nacionalna sigurnost i tehnološka neovisnost. Laboratorij, naime, nudi alternativu preuzimanju vremenskog signala preko GPS sustava, što je posebno važno zbog ranjivosti GPS signala na ometanje i napade. Telekomunikacije, energetika, financijski i sigurnosni sektor sada će imati pristup pouzdanom nacionalnom izvoru vremena, neovisnom o vanjskim sustavima i ugrozama. Tvrtke će moći umjeravati uređaje unutar Hrvatske, što im smanjuje troškove i povećava konkurentnost domaće industrije. Najviše se radi o elektronici, komunikacijama, industrijskoj proizvodnji i osiguravanju kvalitete.
– Neki od primjera su generatori signala: preko njih se referenciraju drugi elektronički uređaji, stoga je bitno da su i oni sami certificirani prema određenoj normi; osciloskopi – često se koriste u elektrotehnici i inženjerstvu, daju vremenska i frekventna mjerenja električnih signala; kronometri – mjere vremenske intervale za industrijske primjene i proizvodnju; tahometri – mjere brzinu vrtnje osovine ili diska, potrebna je kalibracija za ispravno mjerenje broja okretaja. Tvrtke koje koriste ove uređaje, neovisno o proizvođaču, moći će ih kod nas umjeriti. Do sada su tu uslugu morali platiti nekoj inozemnoj kompaniji ili laboratoriju budući da u Hrvatskoj nitko nije bio ovlašten. Kompanije kojima je potreba precizna sinkronizacija vremenskog signala, kao što su telekomi, burze, sigurnosni sustavi, također mogu imati koristi od naše usluge, umjesto da se oslanjaju na druge. Cilj skupa je upravo vidjeti potrebe gospodarstva, osvijestiti našu novu ulogu i potaknuti kompanije da svoje potrebe umjeravanja obavljaju kod nas. Zbog toga smo na skupu pokušali obuhvatiti sva ta područja – rekao je dr. Aumiler. Iz globalne perspektive riječ je o razvoju novih i preciznijih satova. Znanstveni tim Instituta za fiziku pridonosi daljnjem razvoju vremenskih norma gradeći atomski sat temeljen na ultrahladnim atomima stroncija, koji predstavlja novu generaciju satova te je kandidat za skorašnju redefiniciju SI jedinice vremena, sekunde.
Optički atomski sat
– Atomski sat trenutačno je u izgradnji u laboratoriju, a grade ga kolege znanstvenici i doktorski studenti zaposleni na Institutu za fiziku. Ne sudjeluju vanjske tvrtke, oprema je u potpunosti nabavljena iz projekta CALT – Centar za napredne laserske tehnike, koji je financiran iz EU fonda za regionalni razvoj, a u potpunosti je na Institutu. Taj je postav vrlo kompleksan, s mnogo optičkih elemenata, lasera i cijelim vakuumskim sustavom te u principu zahtijeva rad znanstvenika fizičara. Naglasio bih da se radi o optičkom atomskom satu koji je u izgradnji. Trenutačni prihvaćeni vremenski standard također je atomski sat, no temeljen na atomima cezija i mjerenju mikrovalnih frekvencija, što je tehnološki lakše od optičkih, zato je i prihvaćeno. Cezijeve satove imamo u Laboratoriju za vrijeme i frekvenciju, za koji sam slao poziv i za njih postoje EU norme za sinkronizaciju i pružanje usluga umjeravanja. Optički atomski satovi mjere optičke frekvencije umjesto mikrovalnih i zbog toga su osjetljiviji i precizniji, a temelje se najčešće na atomima stroncija. Stroncijev sat gradi se na našem Institutu – kaže dr. Šantić. Nastavlja kako su optički satovi i dalje veliki eksperimentalni postav i dio istraživačkog rada u svjetskim laboratorijima, pa se na njima još ne nude certificirane usluge.
